江汉大学学报(自然科学版)

光电化学材料与器件研究

  • 基于反蛋白石结构聚二甲基硅氧烷光子晶体弹性体的溶剂比色传感

    王禹皓;周惊如;李苗苗;刘学清;

    聚合物复合光子晶体可由弹性聚合物基体与胶体光子晶体阵列复合而成,能够通过外部刺激调节胶体粒子间的晶格间距,进而实现结构色的变化,在溶剂比色传感领域具有良好的应用前景。然而,仅依靠溶剂对聚合物基体的溶胀或收缩来实现光子晶体材料的比色传感,往往会限制溶剂传感的灵敏度。因此,本文采用牺牲模板法制备了具有反蛋白石结构的聚二甲基硅氧烷(PDMS)光子晶体弹性体。通过聚合物基体的溶胀或收缩以及反蛋白石结构孔洞的填充,提高了对有机溶剂的比色传感能力。结果表明,PDMS光子晶体弹性体对单一以及混合有机溶剂展现出灵敏的传感能力。更重要的是,PDMS光子晶体弹性体在溶剂传感前后保持了稳定的光学和力学性能,这使得其在比色传感应用中具有良好的重复使用性。本研究为开发具有优异传感性能的响应型光子晶体材料提供了新思路,并促进了基于溶剂的比色传感器在实际应用中的发展。

    2025年04期 v.53;No.198 5-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1560K]
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  • 基于室温稳定的黑相CsPbI3柔性钙钛矿X射线探测器的研究

    王天龙;俞良睿;王馨柔;徐宛玉;刘学清;何欣;

    X射线探测器在医学影像、无损检测和国防军工等领域有广泛且重要的应用,直接式探测具有更高的理论空间分辨率,是X射线低剂量成像未来发展的方向。全无机CsPbI_3钙钛矿材料原子序数高、射线吸收截面大、离子迁移弱,是一种优异的直接探测材料。然而,CsPbI_3三维黑相α/β/γ结构在室温下热力学不稳定,易自发转变为非光活性的δ相,导致器件性能下降。本研究通过添加剂工程引入挥发性碘化二甲胺(DMAI)能有效改善晶格应变并抑制晶格崩塌,获得热力学稳定的室温γ-CsPbI_3黑相。基于溶剂抽滤法将含DMAI添加剂的钙钛矿前驱液逐步浸透于多孔尼龙膜中,成功制备出室温稳定的γ-CsPbI_3柔性钙钛矿X射线探测器,器件的μτ积达1.16×10~(-4)cm~2/V,灵敏度为209μC/(G_(yair)·cm~2)。在弯折200次后,器件仍保持初始81.6%的优异性能,展现了全无机钙钛矿在高灵敏、高稳定柔性X射线探测及成像应用中的潜在价值。

    2025年04期 v.53;No.198 14-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1831K]
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医学

  • HIV-1蛋白酶野生型和11个残基变异体与药物分子DRV的结合及耐药性机制的模拟研究

    樊士宇;程杰;于涛;王哲;

    HIV病毒的耐药性是一个日益严重的全球性问题。达芦那韦(Darunavir,DRV)作为HIV蛋白酶抑制剂的一种已应用于临床。然而,随着蛋白酶中变异残基个数的增加,药物的效力大大减退。为研究造成耐药性的原因,本研究通过分子动力学模拟(MD)和分子力学-泊松玻耳兹曼表面积(MM-PBSA)等计算方法,对HIV-1蛋白酶选取野生型(WT)和11个残基变异体(11Mut)进行具体分析。计算出WT和11Mut与药物分子DRV结合能(ΔG)的差异,并通过对比蛋白质骨架结构、蛋白质各个残基对DRV的能量贡献分解、蛋白质结构的柔性等分析药物分子DRV在野生型HIV-1蛋白酶和11个残基变异体HIV-1蛋白酶结构的变化,以分析HIV-1蛋白酶11个残基变异体对药物分子DRV产生耐药性的超微变化。结果表明,HIV-1蛋白酶经过11个残基变异,整个蛋白质骨架结构无显著变化,但找到了药物分子DRV附近能量贡献差异较大的几个残基,残基侧链的结构或位置变化导致变异后的蛋白质与药物分子结合的稳定性相对变弱,这也是药物分子逐步产生耐药性的原因。

    2025年04期 v.53;No.198 22-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1863K]
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  • 择期手术中心静脉与动脉乳酸水平的一致性评估

    万荟;李声华;

    目的 动脉血采样是乳酸监测的金标准。评估择期大手术患者术中中心静脉(Lact_(CV))与动脉(Lact_a)乳酸水平的相关性和一致性,评估Lact_(CV)及其清除速率(CL_(CV))分别对Lact_a及其清除速率(CL_a)的预测价值。方法 选取华中科技大学同济医学院附属武汉中心医院2022年11月2日至2022年12月25日期间同时有中心静脉和桡动脉置管的择期腹部大手术患者46例,术中同时检测Lact_(CV)与Lact_a,2 h后再次检测,分别计算CL_(CV)及CL_a。统计学处理采用Wilcoxon检验、线性(对数转换)或Spearman相关分析、重复测量的Bland-Altman法、受试者工作特征曲线(ROC)。结果 Lact_(CV)与Lact_a高度相关(r=0.97;P<0.001),Lact_(CV)较Lact_a平均高0.14 mmol/L(95%CI(0.10~0.18)mmol/L;P<0.001),差值的95%一致性界限(-0.21~0.48)mmol/L。Lact_(CV)预测Lact_a≥1.5、2.0、3.0 mmol/L的ROC曲线下面积分别为0.987、0.989、1.000,Lact_(CV)> 2.6 mmol/L预测Lact_a≥2.0 mmol/L特异性100%、Lact_(CV)≤1.7 mmol/L预测Lact_a<2.0 mmol/L特异性100%。CL_(CV)与CL_a差异无统计学意义(Z=1.138,P=0.255),二者高度相关(rho=0.948;P<0.001),CL_(CV)预测CL_a≥0%、10%、20%的ROC曲线下面积分别为0.969、0.980、0.995。结论 择期腹部大手术患者术中中心静脉乳酸及其变化趋势与动脉乳酸及其变化趋势有很好的相关性和一致性。当动脉血采样困难时,中心静脉乳酸可代替动脉乳酸用于围手术期监测。

    2025年04期 v.53;No.198 31-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1318K]
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  • 110例帆状胎盘围产儿结局分析

    曾思羽;齐齐克;程文娜;郇荔荔;周燕;

    目的 探讨孕期系统管理在改善帆状胎盘(velamentous cord insertion,VCI)围产儿结局的临床价值。方法 收集2021年7月-2024年3月于武汉市妇幼保健院分娩的且产后证实为VCI的110例单胎妊娠孕产妇的临床资料,将孕中期确诊为VCI,因而进行孕期系统管理的62例产妇设为研究组,将分娩前及产后确诊为VCI,未行孕期系统管理的48例产妇为对照组。回顾性分析两组围产儿的出生孕周、出生体质量、早产率、围产儿病率、死胎死产率各项。采用SPSS25.0统计学软件分析两组间资料的差异。结果 研究组围产儿早产率(3.2%vs 37.5%)、低出生体重儿率(3.2%vs 27.1%)、围产儿病率(4.8%vs 20.8%)、死胎死产率(0.0%vs 8.3%)均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 孕期系统管理可降低单胎妊娠VCI围产儿不良结局的发生。

    2025年04期 v.53;No.198 39-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1184K]
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人工智能

  • 雾霾场景下航拍小目标检测算法研究

    陈正超;刘年松;周永康;刘均学;孙超;

    针对雾霾场景下目标检测精度低和航拍场景下小目标检测困难的问题,提出了一种融合GCANet和改进YOLOv8n的去雾检测方法。首先,在YOLOv8n的Mosaic图像增强模块中融入生成对抗网络GCANet算法,对有雾的图像进行去雾处理,提高图像的质量,同时在特征提取阶段引入SPD模块增强对场景中小目标的检测性能;然后,采用变形卷积DCNv2构造全新的C2f_DCNv2模块来增强网络对特征的提取能力;最后,针对卷积网络更关注局部信息和在特征提取时容易丢失部分特征导致精度下降的问题,引入HorBlock模块,加强不同尺度特征之间的高阶空间交互。结果显示,在自制的雾霾小目标检测数据集上,改进算法与原算法相比,mAP@0.5提高了9.8%,表明改进后的YOLOv8n算法有效提升了雾霾场景下航拍小目标检测性能。

    2025年04期 v.53;No.198 47-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1944K]
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  • 新型悬臂式晾衣架结构设计与分析

    杨育熙;郑贝宁;黄奕瑄;轩亮;

    针对悬臂式晾衣架常见的因伸缩引起晃动的问题,结合已有设计经验和新型性能需求,研究其剪叉机构,旨在节约生产成本前提下实现晾衣架最佳工作性能。首先,通过受力分析精确定位剪叉机构连杆危险截面,并计算出其在极端情况下的最大载荷;其次,计算动力学特性,揭示铰链点受力与剪叉臂竖直方向夹角关系;最后,利用MATLAB与有限元进行装置结构设计优化对比。研究发现,晾衣架伸缩过程中,铰链点所受载荷与夹角成正比,且远离支座载荷减小,臂与臂连接处应力集中,为断裂风险点。该研究将为悬臂式晾衣架设计提供创新参考。

    2025年04期 v.53;No.198 60-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1673K]
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智慧交通

  • 基于Leaky Noisy-or Gate-BN的山区高速公路交通事故致因分析

    王祖印;王景升;姚辰达;郭晗;

    基于Leaky Noisy-or Gate-BN模型构建故障树-贝叶斯网络,采用贝叶斯敏感度分析和推理分析来识别影响山区高速交通事故的关键因素。通过将未知影响因素定义为遗漏因子,计算各因素的条件概率表,降低了将故障树映射至贝叶斯网络时因或门产生的误差,解决了实际推理中未知因素对结果的影响。结果表明:山区高速交通事故影响较大的关键因素为“非干燥路面”“恶劣天气”“弯坡道”,较敏感中间事件为“道路因素”“人的因素”,较敏感基本事件为“非干燥路面”“弯坡道”等;高敏感度基本事件耦合作用下,对事故发生影响较显著因素为“能见度低于200 m”及“路侧无防护措施”。研究结果对预防山区高速公路交通事故的发生具有指导意义。

    2025年04期 v.53;No.198 70-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1442K]
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  • 基于行车轨迹数据的交通信号灯周期估计

    许璐;岳舒晴;牛敏捷;王程扬;

    基于第十六届“华中杯”大学生数学建模竞赛中的使用行车轨迹估计交通信号灯周期问题,通过采集的行车轨迹信息,利用聚类分析法对道路进行分类,并结合时间序列分析验证数据在预测信号灯周期中的有效性,提出一种基于峰值分析的模型,能够精确识别红绿灯时长。针对样本比例、定位误差等实际因素提出了误差校正模型,为信号优化提供理论支持。

    2025年04期 v.53;No.198 80-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1569K]
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体育科学

  • 巴黎奥运会中国女篮技术指标分析

    赵持;蒋国勤;

    为解析中国女篮在巴黎奥运会的表现未能达到预期目标的关键制约因素,采用文献资料法、录像分析法、数理统计法及灰色关联分析对2024年巴黎奥运会中国女篮以及相关球队进行技术指标分析,旨在总结中国女篮在本届奥运会中的优势与不足,为其未来的训练与备赛提供参考依据。研究显示:与国外女子篮球队相比,中国女篮球员年龄结构较为合理,身高和体重方面与美国等球队没有显著差异,内线球员的肌肉质量较好。中国女篮后卫需要努力减少失误并提高得分能力;前锋应提高投篮命中率与抢篮板球能力;而中锋则需加强封盖能力。中国女篮的优势指标为罚球命中率、防守篮板和助攻,而劣势指标则为失误和抢断。助攻和3分球命中率指标与中国女篮的得分具有较强的关联性,并在12支参赛球队的技术指标排名中表现较为突出。

    2025年04期 v.53;No.198 88-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1266K]
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